發(fā)動機缸蓋氣道測漏設(shè)備淺析

孫安

摘 要：缸蓋氣道的氣密性影響著發(fā)動機的燃燒過程及性能輸出，在缸蓋裝上發(fā)動機之前，必須進行氣道測漏。文章介紹了缸蓋氣道測漏設(shè)備的基本構(gòu)成及原理，并提出了在一臺設(shè)備中兼容兩種不同型號缸蓋的氣道測漏的柔性化方案，同時對設(shè)備標(biāo)定進行了分析。對缸蓋測漏設(shè)備的典型故障進行了分析及解決方案介紹。

關(guān)鍵詞：缸蓋 氣道測漏 氣密性 柔性化

1 引言

良好的性能輸出是發(fā)動機的必備條件，而良好的燃燒過程則是發(fā)動機性能輸出的保證，同時燃燒過程的好壞程度會影響汽車的油耗及尾氣排放指標(biāo)。在發(fā)動機生產(chǎn)過程中，氣道密封性的檢測對燃燒過程起著決定性作用。所以，在所有批量生產(chǎn)發(fā)動機的主機廠，在缸蓋裝上發(fā)動機之前，都必須進行氣道測漏，檢測合格后才允許裝配。原始測漏方法是將煤油灌入氣道，一分鐘后觀察煤油是否會從氣門、油封與缸蓋的接縫處滲出，該方法耗時耗力，對發(fā)動機清潔度影響較大，在實際生產(chǎn)中已逐步被淘汰。本文介紹了一種可兼容兩種缸蓋的柔性化氣道測漏設(shè)備，具有高效、精確、不影響清潔度等優(yōu)勢。

2 缸蓋氣道測漏設(shè)備的基本構(gòu)成及原理

本文介紹的缸蓋氣道測漏設(shè)備是兼容兩種不同缸蓋氣道的氣密性能檢驗的干式撿漏專機，可實現(xiàn)對兩種缸蓋測試的自動識別及切換，為方便描述，指定兩種缸蓋分別為A缸蓋和B缸蓋。由機架、排氣側(cè)密封裝置、進氣側(cè)密封裝置、舉升裝置、輥道、氣動系統(tǒng)、氣密檢測系統(tǒng)等組成。工作流程如圖1：

設(shè)備配備無動力輥道，由人手工將工件推到設(shè)備舉升位置，然后將限位塊打下，并將缸蓋反靠至限位塊上。考慮到兩種缸蓋的軸向長度不一致，在不同位置設(shè)置了兩個限位塊，分別對應(yīng)兩種缸蓋的限位位置。舉升裝置底板上裝有一個接近開關(guān)，用于識別缸蓋是否到位，對控制系統(tǒng)發(fā)出有料信號。由于A缸蓋的高度高于B缸蓋30mm，它們落在舉升裝置上的頂部位置一高一低，可利用對射光電傳感器進行工件類型自動識別，將傳感器安裝在兩種缸蓋高度差異的位置，工件為A缸蓋時，光電傳感器得到信號，識別為A缸蓋，工件為B缸蓋時，光電傳感器未得到信號，識別為B缸蓋。定位方式為一面兩銷，利用缸蓋底面及2個銷孔，對缸蓋的三維位置進行精準(zhǔn)定位。系統(tǒng)接收到有料信號機機型識別信號后，通過人工按下雙手啟動按鈕啟動自動檢測工作。舉升裝置將缸蓋往上舉升，在上行過程中遇到上限位后停止舉升，進、排氣側(cè)密封裝置進行自動封堵。封堵完畢后，系統(tǒng)自動充氣檢測，通過流量計單獨對每個氣門通道檢測泄漏量;檢測完成后，進、排氣側(cè)密封裝置退回原位，舉升裝置復(fù)位，人工手動抬起側(cè)面限位塊并將缸蓋推出設(shè)備。

設(shè)備機架主要由機臺、立柱、頂架組成，機臺用80X40X5mm矩形管焊接而成臺板厚27mm，頂架用120X60X6方管焊接而成。焊接后作退火處理。無動力輥道由滾子，支架，導(dǎo)向，定位等組成。整體結(jié)構(gòu)設(shè)計牢固，可靠，易拆裝，確保裝卸方便快捷。舉升裝置由80mm氣缸、40mm導(dǎo)柱、導(dǎo)套、工件定位銷、落銷檢測開關(guān)等組成。兩種缸蓋的排氣側(cè)密封裝置為上下排布切換，上位為A缸蓋密封位置，下位為B缸蓋密封位置，通過旋鈕旋轉(zhuǎn)開關(guān)進行位置切換，切換后設(shè)備自動插入插銷鎖定位置，并有對射光電傳感器檢測該密封裝置當(dāng)前位置機型，該檢測結(jié)果與舉升裝置的缸蓋機型識別結(jié)果互鎖，識別結(jié)果為同一機型時才允許進行下一步工作。密封導(dǎo)向為燕尾槽結(jié)構(gòu)，封堵動力來源于2個100mm導(dǎo)桿氣缸，結(jié)構(gòu)簡單可靠。進氣側(cè)密封裝置整體結(jié)構(gòu)基本和排氣側(cè)一致。檢測系統(tǒng)內(nèi)部有16個氣動切換閥，封裝在不銹鋼盒子內(nèi)，外接8個流量計標(biāo)定口。

氣動系統(tǒng)由精密調(diào)壓閥和管路快換接頭等元件組成。壓力設(shè)定范圍：0.01-0.5MPa之間，可滿足對工件的不同壓力工況測試。采用AC220V±10%作為工作電源，經(jīng)控制變壓器降壓為24V直流后作為信號電源，控制系統(tǒng)采用兩線制供電，整機總功率約為1.0KW;氣源壓力≥0.4Mpa。系統(tǒng)具備安全可靠的順序控制，詳盡周全的故障點檢、巡檢、控制，主控核心應(yīng)用高端可編程控制器。

3 測漏系統(tǒng)原理及標(biāo)定

泄漏量測量采用的是壓差式檢驗法，檢測儀器采用了8組FL-802型流量計，是具有高靈敏度的差壓傳感器。根據(jù)檢測工件特點，檢測系統(tǒng)配有無泄漏切換閥，連接到檢測氣路中。該檢測系統(tǒng)具有檢測時間短，精度高，重復(fù)性好等特點。在測量過程中，先對缸蓋腔體內(nèi)進行充氣加壓至0.1MPA，并將壓力穩(wěn)定保持5秒，該保壓環(huán)節(jié)是為了將腔體內(nèi)部氣流進行穩(wěn)定，之后進入測量環(huán)節(jié)，停止充氣，經(jīng)過一段時間后，根據(jù)壓力差得出單位時間泄漏量。

氣密測量系統(tǒng)需進行定期標(biāo)定，確保系統(tǒng)的測量準(zhǔn)確性。設(shè)備配有零泄漏工件，及模擬缸蓋外形，但各通道均為完全密封狀態(tài)，工件本身無任何泄露。日常標(biāo)定將零泄漏工件按正常生產(chǎn)流程進行測量，觀察檢測結(jié)果是否接近或等于零泄漏，該標(biāo)定一般為每天生產(chǎn)開班時標(biāo)定一次即可。泄露數(shù)值精確度也需要定期進行標(biāo)定，設(shè)備有專用的標(biāo)定程序，將可調(diào)泄露頭接在流量計標(biāo)定口，利用零泄漏工件進行實時測量?？烧{(diào)泄露頭帶有標(biāo)準(zhǔn)泄露刻度，標(biāo)定時，記錄可調(diào)泄露頭在0刻度時的測量值，將可調(diào)泄露頭調(diào)整至100ml/min，觀察并記錄當(dāng)前測量值，再將可調(diào)泄露頭調(diào)整至200ml/min，觀察并記錄當(dāng)前測量值，以此類推，共記錄10次測量值，并對比實際測量值的變化是否與可調(diào)泄露頭的刻度值變化一致，以此判定設(shè)備測量系統(tǒng)精度。

4 設(shè)備的典型故障處理

故障描述：

測量機測量系統(tǒng)校準(zhǔn)出錯

故障分析：

在現(xiàn)場觀察其校準(zhǔn)過程，發(fā)現(xiàn)只有個別測量參數(shù)校準(zhǔn)出錯，其它測量參數(shù)均能通過校準(zhǔn)程序，而由于單一的測量參數(shù)校準(zhǔn)出錯，導(dǎo)致整個測量機無法通過校準(zhǔn)，于是分析導(dǎo)致該校準(zhǔn)出錯的原因有3種可能：

（1）測量機的標(biāo)準(zhǔn)樣件及測量機傳感器測頭積累了灰塵及污物，導(dǎo)致泄露發(fā)生變化;

（2）測量位置發(fā)生了變化;

（3）修改測量參數(shù)后，導(dǎo)致程序軟件版本太多，從而導(dǎo)致校準(zhǔn)程序出錯。

故障排除：

根據(jù)第1種情況分析，對標(biāo)準(zhǔn)樣件及傳感器測頭密封圈進行清潔，然后重新校準(zhǔn)，同樣出現(xiàn)了校準(zhǔn)錯誤報警，于是排除由于灰塵及污物導(dǎo)致密封圈發(fā)生變化的可能性。

根據(jù)第2種情況分析，可以檢查報警出錯的相應(yīng)傳感器的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)傳感器的值均在正常的范圍之內(nèi)，于是排除了傳感器測量的位置發(fā)生變化的可能性。

根據(jù)第3種情況分析，可以檢查在Marposs Service 頁面中查看測量軟件版本，檢查測量軟件版本修改的時間及版本數(shù)量，經(jīng)過查看，可以發(fā)現(xiàn)通常有幾個測量版本在同時運作，導(dǎo)致測量系統(tǒng)無法正常通過校準(zhǔn)，從而導(dǎo)致無法正常測量。發(fā)現(xiàn)這一問題之后，我們只需采取清除老版本，然后應(yīng)用當(dāng)前數(shù)據(jù)的方法，便可解決該問題，正常校準(zhǔn)。校準(zhǔn)完成之后，測量機即會顯示“零點，合格”界面。

5 結(jié)束語

發(fā)動機缸蓋氣道測漏設(shè)備能精準(zhǔn)高效的檢測出缸蓋的氣道密封性能，同時不影響發(fā)動機清潔度，保證發(fā)動機的進氣、排氣過程能力，提升發(fā)動機的燃燒性能。該設(shè)備可廣泛應(yīng)用于發(fā)動機生產(chǎn)線，同時設(shè)備形式及工作原理課推廣至其他測漏工序，提升制造業(yè)自動化能力。

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